[工学]微机原理及接口技术课件一.pptx

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1、工学微机原理及接口技术课件一 创作者：时间：2024年X月目录第第1 1章章 简介简介第第2 2章章 微处理器体系结构微处理器体系结构第第3 3章章 接口技术接口技术第第4 4章章 中断和中断和DMADMA控制控制第第5 5章章 外部设备接口外部设备接口第第6 6章章 总结总结 0101第1章 简介 课程概述微机原理及接口技术课程旨在介绍微机系统的组成和功能，探讨微处理器的工作原理和内部结构，以及理解接口技术的作用和重要性。通过本课程，学生将了解微处理器的发展历史和应用领域，探讨不同类型的接口及其特点，以培养学生对微机原理和接口技术的深入理解。详细讲解微处理器的工作原理工作原理0103探讨微处

2、理器的发展历史发展历史02介绍微处理器的内部结构和功能模块内部结构不同类型的接口不同类型的接口串口串口并口并口USBUSB接口接口网络接口网络接口特点分析特点分析分析各种接口的特点和适用场分析各种接口的特点和适用场景景发展趋势发展趋势探讨接口技术的发展趋势探讨接口技术的发展趋势接口技术概述作用和重要性作用和重要性解释接口技术的作用解释接口技术的作用探讨接口技术在系统中的重要探讨接口技术在系统中的重要性性课程安排明确课程的教学目标教学目标提供完整的学习计划安排学习计划介绍课程的教学方法和教学方式教学方法说明课程的评估方式和评价标准评估方式微机系统组成微机系统组成微机系统由主机、外设及微机系统由主

3、机、外设及外围设备组成。其中主机外围设备组成。其中主机包括包括CPUCPU、内存和外设接、内存和外设接口，外设包括显示器、键口，外设包括显示器、键盘、鼠标等。外围设备连盘、鼠标等。外围设备连接到外设接口，用于扩展接到外设接口，用于扩展系统功能和实现各种输入系统功能和实现各种输入输出操作。微机系统的高输出操作。微机系统的高效运行离不开这些组成部效运行离不开这些组成部分的协同工作。分的协同工作。0202第2章 微处理器体系结构 CPU架构在计算机系统中，CPU是整个系统的核心，负责执行各种指令并控制系统的运行。CPU由算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)和寄存器组成，指令集定义了CPU可以执行

4、的操作，寄存器用于暂存中间结果。分析CPU的组成和功能有助于深入理解计算机工作原理。CPU架构负责执行算术和逻辑运算算术逻辑单元指挥指令的执行流程控制单元存储指令和数据寄存器存储器管理存储器管理存储器作为计算机系统中存储器作为计算机系统中重要的组成部分，按照存重要的组成部分，按照存取速度可以分为寄存器、取速度可以分为寄存器、高速缓存、内存和辅助存高速缓存、内存和辅助存储器等多级结构。不同的储器等多级结构。不同的存储器层次具有不同的存存储器层次具有不同的存取速度和容量，而内存的取速度和容量，而内存的存储容量和访问速度是系存储容量和访问速度是系统性能优化的重要因素。统性能优化的重要因素。高速缓存寄

5、存器0103用于长期存储数据辅助存储器02容量大、速度慢内存总线系统传输数据信号数据总线传输地址信息地址总线传输控制信号控制总线地址总线地址总线传输存储器或传输存储器或I/OI/O设备的地址信设备的地址信息息地址总线的宽度决定寻址能力地址总线的宽度决定寻址能力控制总线控制总线传输控制信息传输控制信息控制总线的速度影响系统性能控制总线的速度影响系统性能 总线系统数据总线数据总线负责传输数据信号负责传输数据信号决定数据传输的宽度决定数据传输的宽度输入输出系统输入输出系统输入输出系统是计算机与输入输出系统是计算机与外部设备进行数据交互的外部设备进行数据交互的桥梁，输入设备采集信息桥梁，输入设备采集信

6、息并传输至计算机，输出设并传输至计算机，输出设备将计算机处理结果显示备将计算机处理结果显示或传输至外部。理解输入或传输至外部。理解输入输出设备的接口和工作原输出设备的接口和工作原理，对系统的性能和稳定理，对系统的性能和稳定性具有重要意义。性具有重要意义。0303第三章 接口技术 并行接口并行接口并行接口是一种数据传输并行接口是一种数据传输方式，通过同时传送多个方式，通过同时传送多个位来提高数据传输速度。位来提高数据传输速度。在计算机连接外设时，常在计算机连接外设时，常使用并行接口，例如打印使用并行接口，例如打印机和键盘。并行接口的速机和键盘。并行接口的速度受限于线路长度和干扰度受限于线路长度和

7、干扰情况。情况。串行接口传输距离远优势传输速度慢劣势串行接口在串行通信中广泛应用，如串行通信设备和网络数据传输。应用USBUSB接口接口USBUSB接口是一种通用串行接口是一种通用串行总线，用于连接电脑与外总线，用于连接电脑与外部设备。部设备。USBUSB接口经过多接口经过多次技术升级，速度和兼容次技术升级，速度和兼容性得到提升，广泛应用于性得到提升，广泛应用于打印机、摄像头等设备。打印机、摄像头等设备。分类分类有线网络接口有线网络接口无线网络接口无线网络接口协议协议TCP/IPTCP/IP协议协议HTTPHTTP协议协议数据传输方式数据传输方式以太网以太网Wi-FiWi-Fi网络接口作用作用

8、用于连接计算机与网络用于连接计算机与网络提供数据传输功能提供数据传输功能USB接口发展历程速度1.5MbpsUSB1.0速度480MbpsUSB2.0速度5GbpsUSB3.0 0404第四章 中断和DMA控制 中断的概念和作中断的概念和作用用中断是一种计算机系统用中断是一种计算机系统用于处理紧急事件或外部信于处理紧急事件或外部信号的机制，能够暂时中断号的机制，能够暂时中断当前程序的执行，转而处当前程序的执行，转而处理其他事件。通过中断，理其他事件。通过中断，系统能够实现即时响应和系统能够实现即时响应和提高系统的效率。提高系统的效率。中断优先级中断优先级硬件中断优先级硬件中断优先级软件中断优先

9、级软件中断优先级中断嵌套优先级中断嵌套优先级中断响应时间中断响应时间 中断处理的流程和优先级中断处理中断处理中断请求的检测中断请求的检测中断响应和保存现场中断响应和保存现场中断服务程序的执行中断服务程序的执行中断处理完成后的恢复现场中断处理完成后的恢复现场理解DMA的概念和作用DirectMemoryAccessDMA定义提高数据传输效率DMA作用独立于CPU工作DMA特点循环传输、单次传输等DMA模式灵活性高中断优点0103高速数据传输DMA优点02处理时间长中断缺点编程实例编程实例设置中断向量表地址设置中断向量表地址中断服务程序编写中断服务程序编写中断优先级设置中断优先级设置 中断向量表中

10、断向量表结构中断向量表结构中断服务程序入口地址中断服务程序入口地址信息传递方式信息传递方式中断类型标识中断类型标识结语中断和DMA是微机原理和接口技术中重要的内容，通过深入学习和理解这些知识，能够更好地应用于实际的系统设计和开发中。掌握中断和DMA控制的原理，对提升系统性能和效率具有重要意义。0505第五章 外部设备接口 并行打印机接口并行打印机接口并行打印机接口是一种常并行打印机接口是一种常见的外部设备接口，其接见的外部设备接口，其接线方式和数据传输原理至线方式和数据传输原理至关重要。在使用示例中，关重要。在使用示例中，可以通过并行打印机接口可以通过并行打印机接口将计算机连接到打印机，将计算

11、机连接到打印机，实现快速打印操作。并行实现快速打印操作。并行打印机接口广泛应用于办打印机接口广泛应用于办公场所和学校实验室等场公场所和学校实验室等场景。景。并行键盘接口的通信规则通信协议0103如何通过并行键盘接口实现输入操作编程示例02键盘输入编码原理键盘扫描码数据传输方式数据传输方式逐位传输逐位传输同步传输同步传输协议协议RS-232RS-232RS-485RS-485速率控制速率控制波特率设定波特率设定数据帧长度控制数据帧长度控制串行通信接口工作原理工作原理串行通信接口通过逐位传输数串行通信接口通过逐位传输数据据USB设备接口USB设备接口的插拔方式连接方式USB通信协议的工作原理数据传

12、输协议如何开发适配USB设备的驱动程序驱动程序开发方法USB设备接口调试的注意事项调试技巧总结外部设备接口在微机原理和接口技术课程中起着重要作用。通过学习并理解并行打印机接口、并行键盘接口、串行通信接口和USB设备接口的工作原理和应用技巧，可以为今后的硬件设计和系统集成提供基础支持。0606第6章 总结 包括微机原理和接口技术的基础知识和重要概念重点内容总结0103总结学习本课程的收获和成长收获02探讨学习过程中遇到的难题和解决方法学习困难知识拓展知识拓展在微机原理及接口技术课在微机原理及接口技术课程的基础上，进一步探讨程的基础上，进一步探讨拓展领域和深入研究方向。拓展领域和深入研究方向。提供相关资源和学习建议，提供相关资源和学习建议，帮助学生拓展视野，深化帮助学生拓展视野，深化对知识的理解。对知识的理解。应用思考应用思考探讨将所学知识应用于实际工探讨将所学知识应用于实际工程项目的意义程项目的意义思考如何运用所掌握技能解决思考如何运用所掌握技能解决实际问题实际问题 学习心得学习体会学习体会分享学生对课程的认识和体验分享学生对课程的认识和体验讨论对微机原理及接口技术的讨论对微机原理及接口技术的理解理解课程展望展望微机原理及接口技术课程未来的发展趋势未来发展探讨学习该课程对个人职业发展的影响和意义职业影响 谢谢观看！下次再见